CN104401328A - 汽车弯道限速识别仪及其识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车弯道限速识别仪及其识别方法；结构包括能测得汽车车轮转向角度的车轮角度传感器、能够测得汽车横向倾斜角度的陀螺仪、能够对采集数据进行计算的车载计算机、能够输出计算结果的显示装置和能够输入横向力系数的参数输入装置；方法包括输入预设横向力系数、测量车轮转向角度、测量汽车横向倾斜角度、计算转弯半径、得到车道的超高横坡度、计算转弯限制速度和显示计算结果等步骤；本发明可根据车轮角度传感器和陀螺仪得到得到的数据计算出限制速度，具有实时性，给驾驶者的行驶安全提供保障；且更改横向力系数的预设值，可使车载计算机得到不同用途的限制速度，给驾驶者提供多样化的数据参考。

Description

汽车弯道限速识别仪及其识别方法

技术领域

本发明属于道路交通安全技术领域，特别是一种汽车弯道限速识别仪及其识别方法。

背景技术

由于世界经济的发展，车辆普及率越来越高，车辆的技术水平越来越高，车辆事故数量逐年攀升，车辆驾驶安全越来越被人们所重视，在车辆事故中，弯道事故往往占很大比例，而在弯道中发生的事故，往往就是由于汽车超速所致。如何使车辆可以根据道路通行条件，准确提供该路段的汽车通行的安全速度，提醒驾驶员把车速控制在安全速度范围内，这会有很大的应用价值和空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可实时获得公路弯道极限安全速度和舒适驾驶速度的汽车弯道限速识别仪。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种汽车弯道限速识别仪，包括能测得汽车车轮转向角度的车轮角度传感器、能够测得汽车横向倾斜角度的陀螺仪、能够对采集数据进行计算的车载计算机和能够输出计算结果的显示装置，其中车轮角度传感器、陀螺仪和显示装置均与车载计算机连接。

汽车弯道限速识别方法，包括以下步骤：

步骤一：通过参数输入装置输入预设的横向力系数f；

步骤二：通过车轮角度传感器测得汽车转向时前轮的转角α，并将测得的转角α传输至车载计算机；

步骤三：通过陀螺仪测得汽车的横向倾斜角度，并将测得的角度数据传输至车载计算机；

步骤四：车载计算机根据测得的汽车转向时前轮的转角α根据以下公式计算得到汽车所在弯道的转弯半径R，

R＝L/sinα；其中，R为转弯半径，L为汽车轴距，α为前车轮转角；

步骤五：由于汽车横向倾斜角度与车道的超高横坡度是相同，车载计算机根据测得的汽车横向倾斜角度直接得到汽车所在车道的超高横坡度i。

步骤六：将计算得到的转弯半径R和超高横坡度i代入以下公式得到汽车转弯时的限制速度v；

$v=\sqrt{(i+f)127R};$

步骤七：将计算得到的限制速度v通过显示装置显示。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

(1)本发明可根据设置在汽车上的车轮角度传感器和陀螺仪得到实时的弯道转弯半径和超高横坡度，根据预设的横向力系数计算得到限制速度并显示给驾驶者，具有实时性，给驾驶者的行驶安全提供保障。

(2)本发明的横向力系数为可更改的预设值，根据预设值得调整，车载计算机所计算出的限制速度可以为极限安全速度，也可以使舒适驾驶的限制速度，可以提供给驾驶者多样化的数据参考。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明汽车弯道限速识别仪结构原理图。

图2是本发明汽车弯道限速识别的流程框图。

具体实施方式

结合图1和图2：

本发明一种汽车弯道限速识别仪，包括能测得汽车车轮转向角度的车轮角度传感器、能够测得汽车横向倾斜角度的陀螺仪、能够对采集数据进行计算的车载计算机、能够输出计算结果的显示装置和能够输入横向力系数的参数输入装置，其中车轮角度传感器、陀螺仪、显示装置和参数输入装置均与车载计算机连接。

车轮角度传感器设置在汽车前轮处。

一种汽车弯道限速识别方法，包括以下步骤：

步骤一：通过参数输入装置输入预设的横向力系数f；

步骤二：通过车轮角度传感器测得汽车转向时前轮的转角α，并将测得的转角α传输至车载计算机；

步骤三：通过陀螺仪测得汽车的横向倾斜角度，并将测得的角度数据传输至车载计算机；

步骤四：车载计算机根据测得的汽车转向时前轮的转角α根据以下公式计算得到汽车所在弯道的转弯半径R，

R＝L/sinα；其中，R为转弯半径，L为汽车轴距，α为前车轮转角；

步骤五：由于汽车横向倾斜角度与车道的超高横坡度是相同，车载计算机根据测得的汽车横向倾斜角度直接得到汽车所在车道的超高横坡度i；

步骤六：将计算得到的转弯半径R和超高横坡度i代入以下公式得到汽车转弯时的限制速度v；

$v=\sqrt{(i+f)127R};$

步骤七：将计算得到的限制速度v通过显示装置显示。

横向力系数为预设值，f≤0.40。

根据高速公路设计领域，曲线半径、运行速度、超高横坡度之间关系：

$i=\frac{v^2}{127R}-f,$

可以推导出在特定横向力系数的条件下的汽车速度：

$v=\sqrt{(i+f)127R},$

即为汽车的在特定横向力系数条件下的限制速度；

R即为汽车当下的转弯半径(m)

v即为限制速度(km/h)

i即为超高横坡度；

f即为横向力系数；

其中，横向力系数是由路面与轮胎之间的摩阻力、旅行舒适度决定的。当f<0.10时，转弯时不感到有曲线存在，很平稳；当f＝0.15时，转弯时稍感到有曲线存在，尚平稳；当f＝0.20时，转弯时已感到有曲线存在，稍感不平稳；当f＝0.35时，转弯时感到有曲线存在，已感到不稳定；当f>0.40时，转弯时已非常不稳定，有倾倒的危险。

Claims (4)

1.一种汽车弯道限速识别仪，其特征在于：包括能测得汽车车轮转向角度的车轮角度传感器、能够测得汽车横向倾斜角度的陀螺仪、能够对采集数据进行计算的车载计算机、能够输出计算结果的显示装置和能够输入横向力系数的参数输入装置，其中车轮角度传感器、陀螺仪、显示装置和参数输入装置均与车载计算机连接。

2.根据权利要求1所述的汽车弯道限速识别仪，其特征在于：所述的车轮角度传感器设置在汽车前轮处。

3.基于上述汽车弯道限速识别仪的汽车弯道限速识别方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：通过参数输入装置输入预设的横向力系数f；

步骤二：通过车轮角度传感器测得汽车转向时前轮的转角α，并将测得的转角α传输至车载计算机；

步骤三：通过陀螺仪测得汽车的横向倾斜角度，并将测得的角度数据传输至车载计算机；

步骤四：车载计算机根据测得的汽车转向时前轮的转角α根据以下公式计算得到汽车所在弯道的转弯半径R，

R＝L/sinα；其中，R为转弯半径，L为汽车轴距，α为前车轮转角；

步骤五：由于汽车横向倾斜角度与车道的超高横坡度是相同，车载计算机根据测得的汽车横向倾斜角度直接得到汽车所在车道的超高横坡度i；

步骤六：将计算得到的转弯半径R和超高横坡度i代入以下公式得到汽车转弯时的限制速度v；

$v=\sqrt{(i+f)127R};$

步骤七：将计算得到的限制速度v通过显示装置显示。

4.根据权利要求3所述的汽车弯道限速识别方法，其特征在于：所述的横向力系数为预设值，f≤0.40。